《考慮地震動空間變化性的曲線梁橋簡化設計方法研究》是依託西南交通大學，由李晰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：考慮地震動空間變化性的曲線梁橋簡化設計方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李晰
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在歷次強震中，曲線梁橋均有發生破壞和倒塌的例子，而現有規範卻缺乏空間變化地震作用下曲線梁橋的相關抗震設計方法。鑒於此，本項目擬採用波動理論和邊界元法並結合編程來模擬地震波在複雜土體結構中的傳播，同時利用場地傳遞函式來體現不同土體參數和土層分布不規則性引起的局部場地效應，給出不規則土層分布情形下的地震動空間模型理論及人工地震動合成方法，在此基礎上以不同結構參數（曲率、支座布置方式、墩高）的曲線梁橋為研究對象，採用非線性時程分析方法，研究空間變化地震作用下曲線梁橋的動力回響特點、破壞形式和破壞機理，分析結構參數和地震動空間模型參數對曲線梁橋動力回響的影響規律和程度，確定符合空間變化地震作用下曲線梁橋動力回響特徵的擬靜力位移計算方法和施加模式。本項目將基於反應譜法建立一套簡單、實用的考慮地震動空間變化性的曲線梁橋簡化設計方法，為中國橋樑抗震設計規範的修訂和完善提供重要參考和依據。
結題摘要
地震動空間變化性對結構回響的影響，尤其對於橋樑、管線和大壩等延長型結構的影響是不可忽略的。本項目以常見的曲線連續梁橋為背景，通過振動台試驗和數值模擬分析，研究了橋樑結構在空間地震動作用下的抗震性能及回響規律，主要研究工作及成果包括如下幾點：（1）給出了不規則場地條件下空間變化地震動的合成方法。該方法通過場地傳遞函式將基岩功率譜轉化為地表功率譜，從而有效地考慮了土層不規則性對地震動的影響。（2）進行了空間變化地震動作用下曲線梁橋抗震性能的試驗研究。指出行波效應、不相干效應以及局部場地效應對曲線梁橋的動力回響均具有一定的影響，以不規則場地條件和土層分布所引起的局部場地效應較為顯著，如果 在抗震設計中不考慮這些因素的影響，將會錯誤地估計結構的回響。（3）分析了結構參數與地震動參數對曲線梁橋動力回響的影響規律。指出地震動參數對曲線梁橋動力回響的影響規律基本上與試驗結果相同；圓心角和墩高的變化均會改變地震動空間效應對結構回響的影響程度。（4）地震動的空間變化性和脈衝效應不但會對橋樑結構的內力產生顯著影響，還會增大結構的振幅或加劇相鄰結構之間的不同步振動，從而顯著增大碰撞發生的機率和碰撞力的大小，在橋樑的抗震設計中應考慮其對橋樑結構碰撞產生的影響，否則會錯誤的估計結構的回響。（5）研究了在橋樑抗震設計中考慮地震動空間變化性的簡化方法的適用性。指出歐洲規範所提出的簡化設計方法雖然可以簡單、快速地考慮非一致激勵的影響，但可能會低估地震動空間效應的放大作用，特別是對於曲線梁橋這種不規則結構；該方法無法估計結構回響的分布以及最不利反應發生的位置；對於上下部結構通過滑動支座等具有較明顯非線性特徵的支座連線的橋樑結構，該方法是不適用的。以上研究成果在一定程度上揭示了地震動空間變化性對橋樑結構動力回響的影響規律，可為強震地區的橋樑抗震設計提供參考和指導。
